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摘要：近年来隧道开挖过程中出现塌方事故较为常见，不仅会对隧道施工带来较大的危害，同时还会对施工人员的生命安全带来较大的威胁。因此需要做好隧道塌方的治理工作，针对导致隧道塌方的原因采取有效的措施加以处理，从而有效的保证隧道施工的顺利进行。文中分析了隧道塌方的危害性，从水文地质条件、隧道设计、施工方法等方面，分析了隧道施工中发生塌方的主要原因，并探讨了预防和治理隧道塌方的措施，旨在保障隧道施工的安全进行。
关键词：隧道塌方；危害；原因；处理方法
引言
隧道开挖施工过程中塌方事故较为常见，在施工过程中，洞顶或是两侧部分岩石、泥沙土容易出现大量塌落现象，主要以洞口塌方和洞内塌方两种类型为主。通常情况下，隧道洞口段岩体风化和碎碎现象较为严重，这也使其整体稳定性较差，再加之埋置深度较浅，极易在重力作用下出现开裂或是下沉，从而导致塌方事故发生。洞内塌方主要是在开挖过程中在应力作用下洞内周围岩石出现变形或是下沉，而且没有采取有效的支护措施，从而造成塌方事故。
1 工程概况
某某高速公路A6合同段苏坂隧道为中隧道，左右线分离式布置，线间距约30米。左线隧道起讫桩号为ZK139+309～ZK140+109，长度为800米；右线隧道起讫桩号为YK139+280～YK140+123，长度843米。进口端为削竹式洞门，出口端采用矮墙式洞门；采用单端掘进，由出口端（大桩号侧）进洞。隧道结构按新奥法原理进行设计，采用复合式衬砌，以锚杆、湿喷混凝土（钢筋挂网）、钢拱架等为初期支护，二次衬砌为曲墙式模筑混凝土衬砌，是本标段关键节点工程。
2 隧道塌方的主要危害
隧道在实施或操作过程中由于外部环境或施工技术的影响，出现顶部和侧面或隧道末端的部分岩石、外观石、土岩、混凝土层有一定面积的塌陷或剥落下降的现象。引发隧道塌方的因素众多，隧道塌方在时间上也存在较大的不确定性，导致隧道塌方事故的危害性也非常大，一旦发生隧道塌方事故将引起严重的事故。在隧道建设期间，除了给建筑工人带来生命安全威胁，也导致施工周期延长，造成施工成本的增加。另外在后期实际运营过程中，隧道塌方事故在给人们带来生命财产威胁的同时也会给社会造成不良后果，影响社会的稳定性。事故频发主要是由于隧道施工塌方监测技术尚不成熟，理论研究还缺乏实践检验，项目施工企业对隧道施工中塌方监测技术的重视程度很低等。
3 隧道施工中出现塌方的原因
3.1不良地质条件
在隧道施工过程中，当需要穿过断层或是地层覆盖较薄地段时，这些地段多表现了具有丰富的水源、岩层风化严重、存在溶洞、裂隙及软硬差异大的岩层分界处等，这些不良地质现象都是导致塌方的主要原因。特别是在地水水作用下，会加快岩体塌落，降低岩体的稳定性或是软弱面的强度，一旦达到极限，则会导致塌方事故发生。
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3.2隧道设计时考虑不周全
隧道施工前的设计直接关系到隧道施工的安全。在勘测设计阶段，如果对于隧道经过地段的地质勘察不详细，这就导致设计时无法对经过路段的地质情况有效掌握，无法正确对一些特殊及不良地质情况进行分析，从而导致施工过程中塌方事故发生。同时在设计时，还要对地质条件会发生的变化进行有效考虑，并设计有效的支护预防方案，否则一旦地质条件发生变化，没有相应的措施加以处理，则会造成塌方事故。
3.3施工方法与措施不当
在隧道施工过程中，当前期没有全面掌握地质条件时，就会导致施工过程中所选择的施工方法缺乏合理性和科学性。再加之施工人员自身经验不足，在不良地质路段钻探时无法掌握操作要领，从而导致塌方事故发生。另外，当施工过程中工序安排不合理、支护和衬砌不及时等情况存在时，也容易引发塌方。另外，施工时对爆破所需要药量掌握不准确，或是支撑不牢固等也易造成塌方事故。
4隧道施工中塌方的预防措施
4.1断裂带塌陷
断裂崩塌是最常见的隧道塌方事故，而当前针对断裂崩塌事故检测的技术多以断层破碎带检测为主，通过检测断层关键参数来确定断层出现的位置，这是因为断层破碎带的应力较为集中，而受到地质条件的影响，很容易出现断层破碎现象，给施工安全带来较大的隐患。在地质结构不稳定的区域应采取“先排水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤量测”的施工流程，加强对不稳岩层的支护，强化安全防护措施。
4.2隧道隧洞内的断层破碎带识别与辨认
隧道的断层和断层破裂带标识和识别，与地面地质调查和审查故障对断层的辨认基本类似，如果根据故障的识别，除了地貌标志，在地上地质调查在断层形成的识别标志、如隧道岩石构造、矿物质分布特征等都可以作为判断隧道应力断层的依据。有些地段甚至清楚表现地面上，非常明显，容易观察。断层破裂带滑坡的判断和预警，主要包括故障断裂带滑坡影响因素分析，岩体断层破裂带破碎的前兆，准确识别断层的早期检测，及早发现问题。
4.3塌方的预测
在做好隧道安全施工的同时，加强对隧道塌方征兆的监测也是非常重要的，需要在隧道施工的全过程进行塌方预测，目前常用的方法包括以下几种：1）观察法。在隧道施工过程中实施探孔技术对岩层结构及水文状况进行检测与分析，同时根据隧道掘进程度进行地质结构素描，用于判断有无塌方的可能性。在隧道塌方预测中对围岩结构的监测十分关键，通过测量围岩应力变化，检测支护结构是否稳固，可以对围岩的节理裂隙情况进行判断，并从洞壁松动、喷射混凝土的掉落情况来判断地表结构是否出现下沉问题。2）一般量测法。指对参考点的应力变化、位移情况进行数据采集，及时发现变化异常特征，并对是否存在塌方可能进行预测。3）微地震学测量法。微地震监测技术是观察和分析小地震事件对生产活动的影响，微地震技术是基于声发传播原理进行检测，将微震监测技术划分为指标数据采集、微震源成像和反向演化分析等环节。在指标数据采集过程中搜集的信号波形特征可以作为分析隧道断层及附近岩石应力状态的核心参数，用于表征隧道应力变化的趋势及预测隧道塌方破坏程度。微地震监测有其独特的优点：首先它可以直接确定岩石断裂的位置和性质，由于它利用地震波信息，其传感器可分布于远离岩体破坏的地区，从而确保监控系统能长时间运行而不被破坏；其次监测覆盖的面积非常广。4）声学测量法。通过检测岩层声波变化来分析岩层应力状态，预测塌方的可能性。以上针对塌方的检测方法都是从塌方征兆检测分析着手，以防患于未然的方法降低塌方事故出现的几率。隧道施工初期应加强支护质量，在挖掘过程中根据操作规范及时完成喷锚支护，并根据现场施工需求采取早强锚杆或早强喷射混凝土，以强化支护效果，提升隧道岩层的稳定性。
5 结束语
在隧道施工时塌方是经常会遇到的安全隐患，而且塌方事故具有较强的破坏性和不可预见性。当前对于塌方的处理方法也没有统一的标准，因此在隧道施工时一旦发生塌方，需要根据具体情况，综合围岩、岩层及稳定等多方因素来制定具体的施工方案，有效的提高隧道施工的质量，确保隧道施工的安全，为隧道施工的顺利进行奠定良好的基础。
参考文献
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论文作者:黄河浪
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第12期
论文发表时间:2017/9/29
标签：隧道论文; 断层论文; 事故论文; 地质论文; 过程中论文; 岩层论文; 应力论文; 《建筑学研究前沿》2017年第12期论文;